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【關鍵詞】綠色化學 課程 方法
近年來,隨著環境污染的加劇和人類對環境問題的關心,化學和化學家面臨著前所未有的挑戰,全新理念的綠色化學應運而生。綠色化學又稱環境無害化學、環境友好化學、清潔化學,它是通過化學方法合成對環境無害或友好的物質的一門新興學科,旨在不使用有毒有害物質,不生產有毒有害廢物,實現有害物質的零排放,從而達到從源頭上根除污染的目的。而我們目前的化學教學也應更新教育觀念,創造性地開設綠色化學課程。在高中階段進行綠色化學教育,把綠色化學基礎知識融入到中學化學教育中,使其成為素質教育結構的一個重要因素,充實我們的教學內容,這對于培養學生的綠色意識、環保意識有著現實而又深遠的意義。
二 我國高中化學開展綠色化學教學的不足
由于我國綠色化學的產生,尤其是開展綠色化學教育的時間不長,許多化學教師對綠色化學并不熟悉,甚至還有人對綠色化學的重要性和前景持懷疑態度。因此,如何通過進修班、座談會和研究會等多種方式對有志于從事綠色化學教育和教學研究的教師進行必要的綠色化學知識培訓將是政府和教育界面臨的緊迫任務。
我國對綠色化學的研究雖然起步不久,但作為普及化學知識和培養能力、肩負培養化學專門人才重任的化學教育,就必須義不容辭地承擔起普及、宣傳和實施綠色化學教育的任務,讓綠色化學教育成為21世紀素質教育的重要內容,把綠色化學教育的思想和內容貫穿在整個教學工作的全過程,使學生認識到化學在社會發展、提高人們生活質量、促進人們身體健康、實現人與自然和諧發展中的作用,更要認識到化學給環境帶來的負面影響,從而使學生牢固樹立起綠色化學和環境保護的意識,認識到綠色化學是“防”,環境保護是“治”,只有從根本上切斷污染源,才能真正做到環境保護。
要想從根本上解決日益嚴重的環境問題,除了依靠科技力量、經濟制裁、法制治理外,各行各業都應重視環境教育工作。尤其重要的是把環境教育納入各級各類學校的教學內容中,采取行之有效的方法,逐步形成保護環境的社會公德。20世紀90年代初,已有人建議在化學教育中滲透環境保護的教育思想,并在一些相關的刊物上發表了許多呼吁這種教育思想的文章。化學教育中的環境教育開始受到人們的重視。
三 實施綠色化學課程的教育設想
1.立足綠色化學內容,進行綠色化學教學設計
我國的化學教材應多涉入綠色化學的內容,例如:人教版《化學2(必修)》,最后一章直接以“化學與自然資源的開發利用”為題目,其第二節專門以“資源綜合利用環境保護”為題,本節第二部分更是以“環境保護與綠色化學”為標題對綠色化學進行了正面介紹。教材的這種設計使綠色化學的思想更加明確化和系統化,教學中應立足這些顯而易見的綠色化學內容,進行綠色化學教學設計,開展綠色化學教育。
2.努力挖掘教材內容潛在的綠色化學思想
教材中除了有明顯的“綠色化學”提法的內容外,還應有許多內容包含綠色化學的思想和觀念。例如,在講有機化合物塑料時,以廢棄塑料的回收利用為例,讓學生討論其可能的途徑,認識化學對廢舊物資再生與綜合利用的作用;在講“化學反應與能量”這一主題時,結合燃料燃燒效率的提高、高能清潔燃料的開發和新型燃料電池的研制,安排一些調查與交流活動,提出合理化建議。通過這樣的教學設計,可以讓學生意識到資源的循環利用、能源的優化應用及環境的源頭治理對可持續發展的意義。
3.全程貫穿綠色化學的教學理念
要把綠色化學的理念貫穿到整個高中化學教學之中,教師就要樹立可持續發展的觀念。化學教學必須體現綠色化學的新內容,要在課程教材中體現綠色化學的理念,使綠色化學的思想和內容貫穿于化學教學的始終。在課堂教學、實驗等方面,始終貫徹綠色化學的思想;讓學生了解綠色化學,樹立起綠色意識,培養學生從事綠色化學研究與開發的能力。化學教師的環境意識、環境知識和環保技能也要不斷提高,處處做保護環境的楷模,積極開展關于環境教育內容和方法的研究。只有樹立起這種可持續發展、綠色化學教育的觀念,才能在教學、生活中自覺地實施綠色教育,鼓勵和指導學生參加各項環境保護教育的實踐活動,讓學生親身了解和體驗環境污染的過程,從而感受到環境污染的危害性。
四 結語
綠色化學教育是新世紀化學教學的新課題,化學高考具有重要的導向作用和教育功能,它對綠色化學的重視已表明綠色化學教育已成為高中化學新課程不可或缺的一部分。化學教學應結合綠色化學的新成果,將綠色化學思想和原理自然生動地滲透于課堂內外的各教學環節中,增強學生的綠色化學意識,以實現環境保護、可持續發展戰略對公民的要求。
參考文獻
[1]徐漢生.綠色化學導論[M].武漢:武漢大學出版社,2006
綠色化學,又叫清潔化學、環境友好化學,其實質是讓反應過程保持原子經濟性,使整個反應過程無污染,反應物充分利用,達到提高反應轉化率和經濟效益的目的。這對于預防污染,治理污染,保護環境,節約能源有著極其重要的作用。我國提出建設環境友好型社會,走可持續發展的道路,這與綠色化學的本質不謀而合。大學生作為未來社會的接班人,就應該具有建設環境友好型社會,實現我國可持續發展道路的意識。因此,他們應該深刻理解綠色化學的理念,豐富綠色化學的知識,滿足社會發展的需求,為服務于社會做準備。總而言之,在高職教育中普及綠色化學,融入綠色化學十分重要。
2在高職化學教育中融入綠色化學的方法探討
隨著綠色化學概念的深入人心,各大高校紛紛對推行綠色化學教育做出舉措。但是由于綠色化學概念較為新穎,教學方式提出較晚,還有很多不足之處,下面就如何加強高職化學教育中綠色化學部分提出幾點建議。
2.1提高教師重視程度
由于教師質量參差不齊,部分教師還未意識到綠色化學理念在化學教育中的重要性,更未關注綠色化學所獨有的教學方式的變化。作為高校教師,面對化學教育上的重大改革,首先應端正態度,充分認識綠色化學對社會和環境的重要作用,積極的學習和了解有關綠色化學的相關知識,做到讀書破萬卷,講課如有神的境界;其次,應宣傳和推廣綠色化學理念,提高自身專業技能,更新知識體系,將講課內容向綠色化學方面過渡,及時向學生傳達先進知識;第三,要培養學生的綠色化學意識,在此基礎上才能強化授課效果,并使學生對綠色化學有了清晰的認識,從而再日后的學習中發揮主動性,積極拓展知識范圍。
2.2編寫綠色化學專用教材
教材是教學的基礎,在教材中貫徹綠色化學理念,才能真正使其深入學生之心。教材的編寫,首先應對傳統化學的反應式進行優化,使其達到綠色化學的標準。例如接觸法制硫酸一節中,硫鐵礦燃燒后的殘渣富含鐵元素,可回收用于煉鐵工業,廢氣中含有一定量的SO2,若直接排放會污染空氣,此時將其通過石灰乳或氨水,便可得到生石膏或亞硫酸銨,成功消除了污染并生產了副產品。再比如,CuCl2制備中,涉及到消除溶液中鐵和亞鐵離子的問題,若是使用教材所述的NaClO去除,則會產生新的雜質,增加了CuCl2制備的難度。若是從綠色化學角度思考,可采用H2O2做氧化劑,還原產物為H2O,不會造成污染,而且其分解產物為O2和H2O,亦沒有造成污染,因此是良好的氧化劑。再者,教材應對綠色化學有一個系統的講解,以幫助學生了解該行業的作用,重要性及發展前景等。講解除了基礎的概念性質外,還應包括研究成果,作用原理,應用方面等。尤其是其保護環境,實現可持續發展道路的作用。
2.3優化實驗教學方式
化學實驗是化學教學中的重要組成部分,在試驗中貫穿綠色化學理念,也是化學教育中融入綠色的有效途徑。
2.3.1微型實驗的開展
綠色化學倡導下,一種新的實驗方式應運而生,這就是微型化學實驗。這種實驗可以通過改良實驗方式,用更少反應原料、更小實驗儀器、更短實驗時間得到同樣的實驗結果,這樣便能有效降低污染,減少能耗,節約資源。高職化學實驗中不乏操作具有一定危險性,試劑具有一定污染性,藥品具有一定毒性的實驗,這時采用微型實驗便是綠色化學的集中體現。例如2,4-二硝基苯肼與醛,酮進行反應時,可在井穴板上,用滴管取一至二滴進行反應,即可觀察到明顯現象;再比如做氯氣取用實驗時,用針管取用可有效防止氯氣外泄,并很好地控制了用量,避免了對人體的損害和對環境的污染。
2.3.2利用多媒體開展實驗
對于一些危險性強,安全性要求高,原料消耗巨大,對環境影響惡劣的實驗,在實驗室內進行污染大,浪費大,操作難,并且效果可能并不理想。這時,可以采用多媒體的方式來教學。使用教學軟件可以準確模擬出實驗現象,學生觀察多媒體設備也更直觀,更清晰,可以準確快速的得出結論,有效避免了浪費和污染,滿足綠色化學的教學理念。
3結語
綠色化學概念的提出時間并不長,這也導致許多化學教師對綠色化學沒有足夠的了解,甚至有的教師對綠色化學還持懷疑態度.在我們國家,盡管越來越多的化學工作者對綠色化學做了各種各樣的努力,但綠色化學有怎樣的內涵,有怎樣的發展意義,仍不為化學教育工作者所理解.所以,如何提高初中化學教師的綠色化學理念和素養,是當前初中綠色化學教學有效實施的根本保證.
下面根據自己的化學教學實踐,談談對綠色化學教學的體會.
一、挖掘化學教材中的環境內容,
滲透綠色化學意識
化學教材中有很多環境方面的內容,可以作為擴大綠色化學思想的催化劑.在化學教學中,我們尤其要將化學教材與具體的實際事例相結合,讓學生有效認識到綠色化學教育的緊迫性和重要性.
例如,在講“水”時,可以從節約用水的重要性旁敲側擊;在講“金屬”,以常見的一些金屬入手,介紹金屬資源的短缺、銹蝕、防腐、回收與再利用,以及研制新型材料來代替稀缺金屬;在講“酸堿鹽”時,就不能不提到農藥、化肥的濫用,引導學生對這些社會現象進行反思.
類似的教材內容還有很多,需要我們在化學教學中不斷挖掘,不斷給學生滲透綠色化學的知識,提高他們的綠色化學觀念.
二、有效利用生活實踐教學,開展
綠色化學教育
盡管現在的化學教材中已融入越來越多的綠色化學知識,但其內容較少,針對性也不夠.因此,在化學教學中要處處本著綠色化學的原則,把握時機有效地滲透綠色化學教育.
例如,在講化學反應與能量變化時,可以有效結合能源的開發與利用,能源的合理開采;在講大氣時,融入空氣的污染與防治、臭氧層的破壞與保護、溫室效應的后果、汽車尾氣的排放、玻璃幕墻的光污染、酸雨的成因及預防等.這些都是我們在生活中常見的現象,將學生熟悉的生活實踐與化學教學結合起來,可以增強化學課程的感染力,提高教學效率.
在化學教學中要體現綠色化學的根本內涵,體現綠色化學理念,通過潛移默化進行綠色化學教育,讓學生掌握綠色化學的觀點和理念.
三、應用綠色化學思想,設計初中
化學實驗
化學是一門以實驗為基礎的自然學科,化學實驗在初中化學教學中起著重要的作用.但是不可否認,很多化學實驗前后都對環境或人體有一定的危害,而且很多情況下一些廢水、廢料未經處理就直接排向外部環境,對周邊環境的影響可想而知.所以,化學實驗教學仍然要以綠色教育為基本原則,改革以往的陳舊實驗方式,將綠色化學的理念融入到初中化學實驗教學實踐中,創設友好合作的化學實驗.在化學實驗中,要盡量踐行綠色化學的原則:無污染、省資源、妥善處理廢棄物和循環利用.
四、踐行探究性教學,開展綠色化
學教育研究
隨著全球氣候的變暖,大氣污染加重、水資源短缺、水土流失及土地沙漠化等都成為人類可持續發展亟待解決的問題.作為初中化學的重要學習內容,綠色環保知識需要結合當前的生存環境,將綠色化學的新觀念介紹給學生,以空氣、水等污染作為環境保護的重要內容.通過組織引導學生利用社會調查和實踐的方式,深入大自然收集與記錄身邊的污染情況,并嘗試設計出治理的有效方案,讓學生相互交流和討論,發表彼此的看法和意見.教師要組織和指導學生開展化學實踐活動,在增長見識開闊眼界的同時,引導學生朝更深的方向探究發展.探究性實踐教學,能夠實現化學課堂教學的延伸,這對培養學生的綜合能力具有重要的意義.
五、設計綠色化學習題,強化綠色
化學理念
一、提升環保意識,培養學生綠色化學觀念
提升環境保護意識能使學生客觀地認識到化學工業帶個人類社會的財富和傷害,激發學生創新工業化學的熱情,從而使綠色化學觀念扎根在學生的思想當中.在高中化學教學中,第一,結合教學讓學生認識綠色化學,形成環保意識,從而在化學應用中注重無毒、無害等方面的探索,例如,“化學與生活”教學中,通過多媒體讓學生直觀的認識“溫室效應”、酸雨的形成及危害等,使學生能夠將化學學習與日常生活緊密聯系,通過討論的形式交流化學對人類生活的影響,從而更深入地認識化學與生活的關鍵和對環境的影響,培養學生的環境保護意識.第二,結合生活讓學生意識到環境保護的重要性.例如,在“造福人類健康的化學藥品”教學中,結合學生常見的皮膚病問題,如過敏性皮炎、曬斑等討論環境污染對人體健康的危害性,分析藥物、護膚品等與化學的聯系,使學生認識到化學技術的兩面性,從而形成客觀的、正確的化學觀念.第三,結合教學內容對學生進行環保教育,以提高學生的綠色化學觀念.例如“造福人類健康的化學藥品”教學中,用雞蛋殼烤黃研成粉末治療胃酸過多,實際是雞蛋殼的主要成分碳酸鈣(CaCO3)與胃酸(HCl)反應,中和了過多的胃酸,從而使疾病得到緩解.將這一治療方法與胃得樂治療胃酸過多進行比較,可發現胃得樂治療胃酸過多會產生二氧化碳(CO2)氣體,造成胃中壓強變大,不利于胃病的康復.通過比較認識化學的奇妙性,樹立學生的環保意識、生態意識,從而培養學生的綠色化學觀念.總之,在化學教學中培養學生的環保意識、生態意識,潛移默化的構建學生的綠色化學觀念,使其能正確的認識化學的綠色利用和價值,從而使學生形成對化學科學應用的科學價值觀,促進綠色化學的發展.
二、延伸知識層面,培養學生的綠色化學觀念
化學是一門奇趣無比的科學,在化學教學中要注重化學的趣味性和神秘感,逐漸引導、啟發學生探索化學的奧秘和趣味,激發學生的求知欲望,在緊扣教材的基礎上拓展化學關聯知識,培養學生的綠色化學觀念.第一,結合教材內容進行知識的拓展和延伸,使學生樹立綠色化學觀念.例如“豐富多彩的化學物質”教學中,引導學生回憶初中學習的氧氣化學性質及化學方程式,從而提出化學工業對人類社會發展的貢獻和化學工業帶來的一系列環境保護問題,激發學生的好奇心,使其看到化學工業的兩面性,它在豐富了人類的生活資源的同時嚴重的破壞了人類賴以生存的環境,如紡織,紡出的布可以遮體、御寒、裝飾生活等,但同時紡織工業對于環境的污染極大,以此激發學生的環保意識,樹立較強的綠色化學觀念.第二,結合一些趣味知識調節課堂氣氛,激發學生的探索精神和求知興趣.例如化學教學中通過臭氧引出“南極臭氧空洞”,將人類大量使用氟利昂(空調和冰箱的制冷劑)對臭氧層造成的破壞滲透到教學當中,讓學生客觀的了解“南極臭氧洞”形成及對地球生物的威脅,培養學生綠色化學觀念;同時將“南極空城”、“南極冰雕”等知識滲透到化學教學,將臭氧空洞的形成與高度發達的“南極空城”聯系起來,以神秘感激發學生的好奇心,引導學生正確的認識發展與環境保護并重的重要意義,從而形成更加深刻的環境保護意識和綠色化學觀念.第三,結合教學聯系實際引導學生樹立綠色化學觀念,例如,“硫、氮和可持續發展”教學中,二氧化硫在空氣中遇潮濕空氣會形成酸雨,對農作物造成極大的危害,在教學中拓展酸雨的相關知識,引申酸雨的預防和防治知識,除向學生講授石灰石、氨水法防治酸雨的方法外,讓學生結合實際生活提出一些減少二氧化硫污染的意見,引導學生將知識與生活實踐聯系起來,以達到更好的學習效果,同時提高了學生對于綠色化學的認識,樹立學生強烈的環境保護意識和綠色化學觀念.
三、結合實驗教學,培養學生的綠色化學觀念
在實驗教學中培養學生的綠色化學觀念,不僅可以通過實驗細節(如有毒有害物質的處理等)教育學生愛護環境,利用化學知識科學處理有害物質,培養學生的綠色化學觀念;而且還可以通過實驗讓學生更直觀地看到綠色化學對于人類社會發展的積極意義,從而樹立環境保護意識、綠色化學應用意識.例如,在一些化學實驗中會產生硫化氫氣體,這種氣體可燃、有毒,溶于水變成氫硫酸,其化學性質也不穩定,如果采用燃燒的方法,在氧氣充足情況下反應會產生二氧化硫,一樣對環境有極大的危害性,那么將其通過氫氧化鈉溶液呢?在教師的引導下逐漸探索實驗中產生的硫化氫的無害排放法,增強學生的環保意識,培養學生的綠色化學觀念.又如,“化學與生活”教學中,取兩個集氣瓶,分別裝入空氣和二氧化碳氣體,塞住瓶塞并插入型號相同的溫度計(注意瓶塞不要過緊),在相同光照下,二氧化碳瓶中的溫度較高,這就證明了“溫室效應”,再結合實驗引導學生對“溫室效應”的危害進行討論,并引導學生對“有效減少二氧化碳排放”進行思考,讓學生將化學知識應用到解決實際問題的實驗中,培養學生綠色化學觀念.
一、綠色化學的概念
按照美國《綠色化學》雜志的定義,綠色化學是指,在制造和應用化學產品時應有效利用(最好可再生)原料,消除廢物和避免使用有毒的和危險的試劑和溶劑.而今天的綠色化學是指,能夠保護環境的化學技術.通過使用自然能源,避免給環境造成負擔、避免排放有害物質.
二、初中化學教學中滲透綠色化學理念的意義
1.全球存在環境問題,綠色化學理念需要深入人心.根據調查統計,初中學生有近六成的人沒有接觸過綠色化學,有些教師也缺乏對綠色化學的認識和學習.隨著我國工業的不斷發展,環境污染日益嚴重,綠色化學和綠色生產需要加大重視.這就需要受教育對象對環境保護的意義有深刻理解.在化學教學過程中,教師要引導學生學習綠色化學,了解綠色化學的意義.
2.綠色化學促進化學工業的發展,也是我國社會發展的需要.綠色化學理念的倡導,對于實現綠色化學工業生產有重要作用,幫助人們改變對化學產業高污染的傳統觀念,形成對化學產業正確的認識.同時,教育是一個國家的根本,初中教學是培養人才的一個基礎階段,也是我國實現可持續發展的關鍵因素之一,肩負著培養學生的環保理念使它扎根于化學價值體系中的責任.
3.綠色化學理念符合新課標素質教育的要求.綠色化學旨在阻止污染的產生,消除由工業產生的廢物,保護人民的健康、社會的安全、資源的可持續利用.對于初中化學教師來說,要注重培育學生向正確的價值方向發展,素質教育是重中之重.在初中化學教學中,教師要不斷創新教學方式,滲透綠色化學理念.
三、初中化學教學中滲透綠色化學理念的策略
1.在知識教學中滲透綠色化學理念.新課程標準下的初中化學教材已經包含了很多關于環保相關的內容,所以是環保教育的一個可行工具.教師要善于挖掘教材中的隱形因素,將綠色化學理念與化學教學相結合,將課本知識點的教學內容遷移至學生的實際生活中,讓學生感受綠色化學理念,形成綠色化學意識.
2.在習題教學中滲透綠色化學理念.化學習題教學是課堂教學的重要環節之一,能夠幫助學生鞏固所學知識.在習題教學中滲透綠色化學理念,不僅能使學生了解綠色化學,而且能使學生學以致用,培養學生的科學態度.通過結合課本知識,教師有意識地設計一些題目,引導學生用綠色化學的觀念進行解答,使學生深入了解綠色化學的意義.過程與方法層面的習題,要求學生能夠利用綠色化學知識解釋相關問題,并掌握問題大致解決方法.情感態度與價值觀層面的習題,要求學生可以獲得相關信息和結論,逐步樹立綠色化學意識.
3.在實驗教學中滲透綠色化學理念.在實驗教學中滲透綠色化學理念的主要途徑是引起學生對化學實驗進行思考.綠色化學為主題的實驗與過去的化學實驗不同,它強調實驗過程中使用制劑、反應過程的綠色化,利用藥品減少污染物排放,使用對環境友好的制劑,從而改進化學實驗,使化學實驗符合綠色化學理念.因此,教師應在每個化學實驗中貫徹綠色化學思想,引導學生以綠色化學理念開展化學實驗設計.此外,教師應引導學生利用所學知識正確處理、回收實驗廢棄物或循環利用.